倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池功能层的可控制备及其机理研究

《倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池功能层的可控制备及其机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TN304.5学校代码10590UDC620密级公开深圳大学硕士学位论文倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池功能层的可控制备及其机理研究学位申请人姓名张林星专业名称光学工程学院（系、所）光电工程学院指导教师姓名连加荣副教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池功能层的可控制备及其机理研究是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写

2、的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：、曰期：：１＜年月曰系对ｔ＾；＾Ｙ学位论文使用授权说明（必须装订在印刷本首页）本学位论文作者完全了解深圳大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，艮Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属深圳大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其他机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅。本人授权深圳大学可以将学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（涉密学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名：导师签名：’曰期：ｒ曰ｖｉ年月曰期令巧：年ｙ月沙曰倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池功能层的可控制备及其机理研究摘要有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池具有低成本、制备工艺简单、高效率等特点，在最近的几年时间里得到广泛的研究与快速的发展，目前光电转换效率已经突破22%。器件能量转换效率的快速攀升，本质上是钙钛矿薄膜质量不断提高和器件结构持续优化的结果。本文使用

4、倒装p-i-n平面异质结结构为模型（如图1-14所示），分别探索空穴传输层、钙钛矿薄膜和电子传输层的制备工艺，期望调控各功能层的结构属性，提高器件光伏性能。主要内容具体如下：1、改进MAPbI3在空气环境下的制备工艺。通过在烘烤过程增加DMSO的溶剂氛围，并系统研究DMSO氛围的浓度、DMSO氛围退火时间长度与时间点对成膜质量的影响。结果表明：在晶体生长的前10分钟使用1.5mg/cm3DMSO氛围浓度进行氛围退火处理，然后在空气中再退火20分钟使钙钛矿晶体进行重结晶生长，可控制备致密无针孔、平整

5、度高、结晶性好的高质量MAPbI3多晶薄膜，器件转换效率从11.9%提升为15.7%。另外，我们研究了钙钛矿薄膜的结晶机理，证实溶剂氛围对薄膜表面的破坏性，从而提出在结晶末段无溶剂氛围烘烤处理的必要性。2、空穴收集层poly-TPD的成膜工艺探索与机理研究。鉴于poly-TPD导电率不高，器件性能对其厚度敏感的情况，我们研究了poly-TPD溶液浓度对器件性能的影响。研究发现，现有方法制备的poly-TPD薄膜平整度差，器件性能重复性不强。本论文提出在热基底上旋涂poly-TPD薄膜的制备工艺，通

6、过增大基底表面能，极大改善poly-TPD薄膜质量，提高了poly-TPD薄膜有效覆盖率，并明显提高薄膜的平整度，因此器件光电转换效率由14.87%提高到18.60%，并且性能重复性大大提高。3、改进电子传输层PC61BM的制备工艺。我们将热基底制备工艺也运用到电子传输层PC61BM，解决其粘附性差导致薄膜覆盖率低、平整度差的问题。结果表明，制备PC61BM的基底温度为60℃时可以得到得到均匀平整、无孔洞的表面形貌，最终器件的转换效率可以达到19.16%。这是因为，提高电子传输层的薄膜质量，能有效

7、的降低钙钛矿的表面缺陷、阻止载流子在钙钛矿与电极界面处的复合，因此可以提高载流子的抽取与传输效率。I倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池功能层的可控制备及其机理研究关键词：钙钛矿太阳能电池；成膜工艺；溶剂氛围；薄膜形貌IIStudyonthecontrollablepreparationandmechanismofthefunctionallayerofinvertedplanarheterojunctionsolarcellAbstractInrecentyears,organic-inorganic

8、halideperovskitesolarcells(PSCs)haveachievedtremendousdevelopmentsduetotheirversatilecharacteristics,suchaslowcost,large-scaleandflexiblefabricationandhighefficiency,whereasthepowerconversionefficiencies(PCEs)canexceed22%.ThisrapidincreaseinPC